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《西南交通大学》 2007年
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爆破振动作用下顺层岩体边坡层面强度弱化的实验研究

刘勇  
【摘要】: 边坡稳定性问题一直是岩土工程界的一个重要研究内容,而岩体层理面性质是影响边坡稳定的主要因素之一。如何合理确定层理面的强度参数与边坡的稳定性分析结果及相应支挡结构方案的设计密切相关,尤其如何正确选取爆破振动作用下的层理面强度参数还关系到工程边坡爆破开挖过程的安全和效率。 针对爆破振动如何引起顺层边坡的滑移失稳问题,本文利用自行设计制作的模拟爆破振动箱进行了刚性层理和软弱层理两种不同层面性质的顺层边坡滑移失稳机制的模型实验,将爆破振动作用下处于静态极限平衡状态的顺层岩体边坡的滑移失稳视为层面强度参数弱化的结果。通过对刚性层理面和软弱层理面的顺层模型边坡分别进行了大量的模拟爆破振动滑移失稳实验,其结果和数据分析表明: (1)根据两种不同层面性质的顺层边坡水平和垂直振动模拟实验数据比较分析发现,水平振动荷载对顺层边坡稳定性影响起主导作用。 (2)对于刚性层面性质的顺层边坡,在层面强度和振动频率一定的条件下,层面动内摩擦角随着振速、振动能量的增加而逐渐降低,它们之间满足指数函数关系;层面内摩擦角弱化值随振速、振动能量的增加而逐渐增大,且它们之间满足幂函数关系。在层面强度和振速一定的情况下,刚性顺层边坡层面动内摩擦角随振动频率的增加而增大,它们之间满足对数函数关系;层面内摩擦角弱化值随振动频率的增大而减小。在振动强度一定、层面强度改变的条件下,层面内摩擦角弱化值随着层面内摩擦角的增加而逐渐增大,它们之间成线性分布规律。 (3)对软弱层面性质的顺层边坡,在层面强度和振动频率一定、振速变化的条件下,层面等效动内摩擦角和等效动粘聚力随振速的增加而逐渐降低,它们与振速之间满足指数函数关系;层面等效动内摩擦角和等效动粘聚力的弱化值均随振速的增加而增大,它们与振速之间满足幂函数关系。在层面强度和振速一定、振动频率变化的情况下,层面等效动内摩擦角和等效动粘聚力随振动频率的增加而逐渐增大,它们与振动频率之间满足对数函数关系;层面等效动内摩擦角和等效动粘聚力的弱化值均随振速的增加而增大,它们与振动频率之间满足幂函数关系。在振动强度一定、层面强度变化的条件下,层面等效动内摩擦角和等效动粘聚力弱化值随着层面等效强度的增加而逐渐增大,它们之间成线性分布规律。 (4)根据振速与层面强度参数之间的关系,可判断在一定爆破振动强度下某地质条件的顺层边坡的稳定性。通过本文方法与拟静力法的比较,证明本文研究方法对边坡稳定性的判断更为安全可靠。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TU457

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【引证文献】
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【参考文献】
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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【二级参考文献】
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9 田雪莲;“可燃冰”模拟实验成果不菲[N];中国国土资源报;2002年
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